(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子が構成された３レベルインバータの１アームに相当する２つの回路が、正側の直流電力を供給する正側直流母線と負側の直流電力を供給する負側直流母線との間に並列に接続されたインバータを制御するインバータ制御装置であって、
位相９０度毎に交互に繰り返される２種類のパルスによるスイッチングパターンからなり、前記インバータから出力させる電圧に対応し、前記正側直流母線からの直流電力供給量と前記負側直流母線からの直流電力供給量とがアンバランスしないように予め決められた固定パルスパターンを送出する固定パルスパターン送出手段と、
前記固定パルスパターン送出手段により送出される前記固定パルスパターンにより、前記スイッチング素子をスイッチングするスイッチング制御手段と、
前記正側直流母線から供給される直流電力と前記負側直流母線から供給される直流電力とがアンバランスであることを検出するアンバランス検出手段と、
前記２つの回路から出力される１周期以上の出力電圧を取得する出力電圧取得手段と、
前記アンバランス検出手段によりアンバランスを検出した場合、前記出力電圧取得手段により取得された前記１周期以上の出力電圧に基づいて、アンバランスを解消するために、前記固定パルスパターン送出手段から送出される前記固定パルスパターンを調整する固定パルスパターン調整手段と
を備えたことを特徴とするインバータ制御装置。
【請求項２】
前記固定パルスパターン調整手段は、前記負側直流母線よりも前記正側直流母線からの直流電力の供給量が多い場合、正電力区間における前記固定パルスパターンのパルス幅を削減し、アンバランスを解消するための調整をすること
を特徴とする請求項１に記載のインバータ制御装置。
【請求項３】
前記固定パルスパターン調整手段は、前記正側直流母線よりも前記負側直流母線からの直流電力の供給量が多い場合、負電力区間における前記固定パルスパターンのパルス幅を削減し、アンバランスを解消するための調整をすること
を特徴とする請求項１に記載のインバータ制御装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のインバータ制御装置と、
前記インバータと
を備えたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のインバータ装置を３つ備え、
３つの前記インバータ装置を、三相交流電力を出力させる構成としたこと
を特徴とする三相インバータ装置。
【請求項６】
請求項５に記載の三相インバータ装置と、
前記三相インバータ装置により駆動される電動機と
を備えたことを特徴とする電動機ドライブシステム。
【請求項７】
スイッチング素子が構成された３レベルインバータの１アームに相当する２つの回路が、正側の直流電力を供給する正側直流母線と負側の直流電力を供給する負側直流母線との間に並列に接続されたインバータを制御する制御方法であって、
位相９０度毎に交互に繰り返される２種類のパルスによるスイッチングパターンからなり、前記インバータから出力させる電圧に対応し、前記正側直流母線からの直流電力供給量と前記負側直流母線からの直流電力供給量とがアンバランスしないように予め決められた固定パルスパターンを送出手順と、
送出する前記固定パルスパターンにより、前記スイッチング素子をスイッチングするスイッチング手順と、
前記正側直流母線から供給される直流電力と前記負側直流母線から供給される直流電力とがアンバランスであることを検出するアンバランス検出手順と、
前記２つの回路から出力される１周期以上の出力電圧を取得する出力電圧取得手順と、
アンバランスを検出した場合、取得した前記１周期以上の出力電圧に基づいて、アンバランスを解消するために、送出する前記固定パルスパターンを調整する固定パルスパターン調整手順と
を含むことを特徴とするインバータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、マルチレベルインバータの直流電圧がアンバランスになると、直流電圧の正側又負側のどらか一方の回路（例えばスイッチング素子などを含んでいる）に偏って使用されることになるため、インバータにとって悪影響を及ぼすことが知られている。
【０００３】
そこで、外部に付加回路等を設けて、アンバランスを回避することが開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−５６８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の先行技術文献に開示されているインバータは、新たに構成を追加することにより、アンバランスを回避するものである。このため、新たな構成を追加することによる弊害が出る可能性がある。例えば、インバータの信頼性が低下する可能性が高くなるなどである。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、インバータにおける直流電圧のアンバランスを回避する制御をすることのできるインバータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の観点に従ったインバータ制御装置は、スイッチング素子が構成された３レベルインバータの１アームに相当する２つの回路が、正側の直流電力を供給する正側直流母線と負側の直流電力を供給する負側直流母線との間に並列に接続されたインバータを制御するインバータ制御装置であって、位相９０度毎に交互に繰り返される２種類のパルスによるスイッチングパターンからなり、前記インバータから出力させる電圧に対応し、前記正側直流母線からの直流電力供給量と前記負側直流母線からの直流電力供給量とがアンバランスしないように予め決められた固定パルスパターンを送出する固定パルスパターン送出手段と、前記固定パルスパターン送出手段により送出される前記固定パルスパターンにより、前記スイッチング素子をスイッチングするスイッチング制御手段と、前記正側直流母線から供給される直流電力と前記負側直流母線から供給される直流電力とがアンバランスであることを検出するアンバランス検出手段と、前記２つの回路から出力される１周期以上の出力電圧を取得する出力電圧取得手段と、前記アンバランス検出手段によりアンバランスを検出した場合、前記出力電圧取得手段により取得された前記１周期以上の出力電圧に基づいて、アンバランスを解消するために、前記固定パルスパターン送出手段から送出される前記固定パルスパターンを調整する固定パルスパターン調整手段とを備えた構成である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、インバータにおける直流電圧のアンバランスを回避する制御をすることのできるインバータ制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の各実施形態を説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電力変換装置１の構成を示す構成図である。なお、以降の図における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複した説明を省略する。
【００１０】
電力変換装置１は、電力変換回路１０と、電力変換回路１０を制御する制御装置１１とを備えている。電力変換装置１は、三相交流を構成する場合、三相のうちの一相分となる単相交流を出力する。即ち、電力変換装置１は、単相のインバータ装置である。
【００１１】
電力変換回路１０は、正側母線２、中性点母線３及び負側母線４の３つの母線と、２つの平滑コンデンサ６と、ＡレグＬａと、ＢレグＬｂと、Ａレグ出力端子Ｔａと、Ｂレグ出力端子Ｔｂとを備えている。
【００１２】
正側母線２には、直流電源から出力された直流電力の正側が供給されている。
【００１３】
負側母線４には、直流電源から出力された直流電力の負側が供給されている。
【００１４】
中性点母線３は、直流電源から出力された直流電力の電気的に正側と負側との中性点となる母線である。即ち、中性点母線３は、正側母線２と負側母線４との中間となる電位になっている。
【００１５】
２つの平滑コンデンサ６は、正側母線２と中性点母線３との間及び中性点母線３と負側母線４との間のそれぞれに接続されている。
【００１６】
ＡレグＬａ及びＢレグＬｂは、正側母線２と中性点母線３との間に、２つの平滑コンデンサ６と並列に構成されている。
【００１７】
ＡレグＬａは、正側母線２と負側母線４との間に、直列に接続された４つのスイッチング素子７と、６つのダイオード８とを備えている。ＡレグＬａは、３レベルインバータの１アームに相当する回路である。ＡレグＬａは、制御装置１１により、スイッチング素子７がスイッチングされることにより、３つの母線２，３，４から供給される直流電圧を交流電圧に変換する。スイッチング素子７は、例えばＩＧＢＴ(insulated gate bipolar transistor)などである。
【００１８】
ＢレグＬｂは、ＡレグＬａと同様の回路である。
【００１９】
Ａレグ出力端子Ｔａは、ＡレグＬａにより変換された電圧が出力される。Ａレグ出力端子Ｔａは、電力変換装置１の正側の出力端子となる。
【００２０】
Ｂレグ出力端子Ｔｂは、ＢレグＬｂにより変換された電圧が出力される。Ｂレグ出力端子Ｔｂは、電力変換装置１の負側の出力端子となる。
【００２１】
電力変換装置１の出力電圧は、Ａレグ出力端子ＴａとＢレグ出力端子Ｔｂとの電位差となる。電力変換装置１は、電力変換回路１０の構成により、出力電圧を５段階のレベルの出力をすることができる。即ち、電力変換装置１は、５レベルインバータである。
【００２２】
制御装置１１は、電圧指令部１１１と、パルスパターン送出部１１２と、スイッチング制御部１１３とを備えている。
【００２３】
電圧指令部１１１は、電力変換回路１０の出力電圧を制御するための指令を出力する。従って、電力変換回路１０は、電圧指令に基く電圧値になるように出力することになる。
【００２４】
パルスパターン送出部１１２は、電圧指令部１１１からの指令に対応する予め決められた固定パルスパターンを選択する。パルスパターン送出部１１２は、選択した固定パルスパターンをスイッチング制御部１１３に送出する。固定パルスパターンには、ＡレグＬａの出力電圧を制御するためのＡレグ用パルスパターンと、ＢレグＬｂの出力電圧を制御するためのＢレグ用パルスパターンとがある。
【００２５】
スイッチング制御部１１３は、パルスパターン送出部１１２から送出されたパルスパターンに従って電力変換回路１０のスイッチング素子７をスイッチング制御する。
【００２６】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る電力変換装置１を用いた電動機ドライブシステム１００の構成を示す構成図である。
【００２７】
電動機ドライブシステム１００は、３つの電力変換装置１と、３つの電力変換装置１の入力側に接続された電源装置２０と、３つの電力変換装置１の出力側に接続された電動機５とを備えている。
【００２８】
電源装置２０は、３つの電力変換装置１のそれぞれに電源を供給する。
【００２９】
３つ電力変換装置１は、それぞれのＢレグ出力端子Ｔｂを短絡させて、三相の中性点としている。３つの電力変換装置１は、それぞれのＡレグ出力端子Ｔａから三相交流の各相を出力する。
【００３０】
電力変換装置１は、５レベルの相電圧を出力する。従って、図２に示すように構成された３つの電力変換装置１からは、９レベルの線間電圧を出力する。
【００３１】
電動機５は、３つの電力変換装置１から出力される三相交流電力により駆動する。
【００３２】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る電力変換装置１による制御を説明するための波形図である。図３において、縦軸は、電圧値又は電流値を示し、横軸は、位相を示している。
【００３３】
図３（ａ）は、電力変換装置１の出力電圧波形（相電圧）及び出力電流波形（相電流）を示す波形図である。図３（ｂ）は、Ａレグ用パルスパターンの波形図である。図３（ｃ）は、Ｂレグ用パルスパターンの波形図である。図３（ｄ）は、電力変換装置１の出力電圧を制御するためのパルスパターンの波形図である。即ち、図３（ｄ）は、図３（ｂ）に示すＡレグ用パルスパターンと、図３（ｃ）に示すＢレグ用パルスパターンとの差となる電圧のパルスパターン（相電圧パルス）である。
【００３４】
ＡレグＬａは、Ａレグ用パルスパターンに従って、スイッチング制御される。このため、ＡレグＬａの出力電圧は、Ａレグ用パルスパターンと同一の波形になる。同様に、ＢレグＬｂは、Ｂレグ用パルスパターンに従って、スイッチング制御される。このため、ＢレグＬｂの出力電圧は、Ｂレグ用パルスパターンと同一の波形になる。
【００３５】
次に、図３を参照して、制御装置１１による制御について説明する。なお、説明の便宜上、図３（ａ）に示す相電流は、相電圧に対して遅れ位相となっているが、同期電動機制御時などの力率１の場合においても同様である。
【００３６】
図３（ａ）に示す２つの波形は、区間１においては、電流が０以下の部分（前半部分）は電圧が正、電流が負である。また、電流が０以上の部分（後半部分）は電圧が正、電流も正である。一方、区間３においては、区間１とそれぞれの波形の正負が逆になっている。即ち、区間１と区間３では、波形が正負対称の関係にある。同様にして、区間２と区間４においても、波形が正負対称の関係にある。
【００３７】
Ａレグ用パルスパターンは、２種類のパルスパターンにより構成されている。即ち、Ａレグ用パルスパターンは、区間１，３に用いるパルスパターン１と、区間２，４に用いるパルスパターン２とからなる。同様にして、Ｂレグ用パルスパターンも、２種類のパルスパターンにより構成されている。即ち、Ｂレグ用パルスパターンは、区間１，３に用いるパルスパターン３と、区間２，４に用いるパルスパターン４とからなる。
【００３８】
スイッチング制御部１１３は、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示す２つのパルスパターンに従って、２つのレグＬａ，Ｌｂの出力電圧を制御する。この制御により、区間１と区間３において、電動機５などの負荷に供給する電力が正負対称となる。同様に、区間２と区間４においても、負荷に供給する電力が正負対称となる。
【００３９】
これは、２つの固定パルスパターンは、区間１と区間３において、同一にスイッチングするような波形にしているためである。同様に、２つの固定パルスパターンは、区間２と区間４においても、同一にスイッチングするような波形にしている。制御装置１１は、このような２つの固定パルスパターンにより電力変換回路１０を制御することで、正側母線２と負側母線４との負荷への電力供給を均等にする。
【００４０】
本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
【００４１】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る電力変換装置１による制御と比較するための波形図である。図４（ａ）は、電力変換装置１の出力電圧波形（相電圧）及び出力電流波形（相電流）を示す波形図である。図４（ｂ）は、Ａレグ用パルスパターンの波形図である。図４（ｃ）は、Ｂレグ用パルスパターンの波形図である。図４（ｄ）は、電力変換装置１から出力される相電圧パルスの波形図である。
【００４２】
図４（ａ）に示す相電圧及び相電流の波形は、図３（ａ）に示すものと同一である。図４（ｂ）に示すＡレグ用パルスパルスパターン及び図４（ｃ）に示すＢレグ用パルスパルスパターンにより、電力変換装置１を制御しても、図３（ａ）に示す相電圧及び相電流と同一の出力をさせることができる。即ち、図４（ｂ）及び図４（ｃ）における区間１と区間３のように、Ａレグ電圧とＢレグ電圧が非対称でも図３（ｄ）と同一の相電圧パルスを出力することができる。
【００４３】
しかし、このような固定パルスパターンによる制御では、どちらのレグＬａ，Ｌｂも共に負側母線４からの電力供給となる。具体的には、区間１では主にＢレグＬｂの負側がオンするため、負側母線４からの電力供給となる。また、区間３においても主にＡレグＬａの負側がオンするため、負側母線４からの電力供給となる。このため、正側母線２に比べて負側母線４からの電力供給が過多となる。従って、直流母線電圧のアンバランスが生じる。
【００４４】
これに対して、本実施形態による制御では、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、区間１では主にＡレグＬａの正側がオンするため、正側母線２からの電力供給となる。一方、区間３では主にＡレグＬａの負側がオンするため、負側母線４からの電力供給となる。これにより、正側母線２と負側母線４との供給電力が同一となる。従って、直流母線電圧のアンバランスを防止することができる。区間２と区間４においても同様である。
【００４５】
従って、レグＬａ，Ｌｂのそれぞれにおいて、２種類のパルスパターンを９０度刻みで入れ替えて、スイッチング制御することにより、直流電圧のアンバランスを防止することができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係る電力変換装置１Ａの構成を示す構成図である。
【００４７】
電力変換装置１Ａは、図１に示す第１の実施形態に係る電力変換装置１において、制御装置１１を制御装置１１Ａに代えた点以外は、同様の構成である。
【００４８】
制御装置１１Ａは、図１に示す制御装置１１に、パルスパターン調整部１１４を設けた構成である。
【００４９】
パルスパターン調整部１１４は、中性点母線３の電圧、ＡレグＬａの出力電圧、及びＢレグＬｂの出力電圧のそれぞれのデータを取得する。パルスパターン調整部１１４は、中性点母線３の電圧データに基いて、直流母線電圧のアンバランスを検出する。パルスパターン調整部１１４は、取得した２つのレグＬａ，Ｌｂの出力電圧データに基いて、パルスパターン送出部１１２から送出された固定パルスパターンを調整する。
【００５０】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る電力変換装置１Ａによる制御を説明するための波形図である。図６において、縦軸は、電圧値又は電流値を示し、横軸は、位相を示している。
【００５１】
図６（ａ）は、電力変換装置１Ａの出力電圧波形（相電圧）及び出力電流波形（相電流）を示す波形図である。図６（ｂ）は、ＡレグＬａから出力されるＡレグ電圧の波形図である。図６（ｃ）は、ＢレグＬｂから出力されるＢレグ電圧の波形図である。図６（ｄ）は、電力変換装置１Ａから出力される相電圧パルスである。
【００５２】
正電力区間とは、相電圧及び相電流が共に正の区間である。正電力区間では、正側母線２から電力供給が行われる。
【００５３】
負電力区間とは、相電圧及び相電流が共に負の区間である。負電力区間では、負側母線４から電力供給が行われる。
【００５４】
まず、パルスパターン調整部１１４は、直流母線電圧のアンバランスを検出する。直流母線電圧のアンバランスは、中性点母線３の電圧が負側又は正側に偏ることで検出できる。
【００５５】
中性点母線３の電圧（直流母線電圧）が負側に偏るときは、正側母線２からの供給量が負側母線４からの供給量よりも多い状態である。中性点母線３の電圧が正側に偏るときは、負側母線４からの供給量が正側母線２からの供給量よりも多い状態である。
【００５６】
パルスパターン調整部１１４は、直流母線電圧のアンバランスを検出すると、Ａレグ用パルスパターン又はＢレグ用パルスパターンを調整することで、アンバランスを解消する。
【００５７】
次に、パルスパターン調整部１１４によるパルスパターンの調整について説明する。
【００５８】
図６（ｃ）に示すＢレグ電圧波形において、正電力区間のパルス区間ＳＰと負電力区間のパルス区間ＳＮは、同じ電圧（同じ面積）である。
【００５９】
今、Ｂレグにおいて、正電力区間では、パルス区間ＳＰ分の電圧に対してパルス区間Ｓ１分多く電圧が出力され、負電力区間では、パルス区間ＳＮ分のみの電圧が出力されているとする。即ち、Ｂレグ電圧の出力は、負電力区間よりも正電力区間の方がパルス区間Ｓ１分多い状態である。
【００６０】
このとき、パルスパターン調整部１１４は、正電力区間における電圧パルスをパルス区間Ｓ１分だけ削減するように、Ｂレグ用パルスパターンを調整する。電力変換回路１０は、このパルス区間Ｓ１分を削減することにより、正側母線２からの電力供給量を減らすことができる。
【００６１】
パルスパターン調整部１１４によるＢレグ用パルスパターンの調整は、ＢレグＬｂの１周期以上の出力電圧データを取得することにより行う。
【００６２】
具体的には、パルスパターン調整部１１４は、取得した出力電圧データに基いて、正側電圧と負側電圧の平均を算出する。パルスパターン調整部１１４は、算出した平均値に基いて、削減するパルス幅を決定する。パルスパターン調整部１１４は、決定した削減するパルス幅に基いて、パルスパターン送出部１１２から出力されたＢレグ用パルスパターンの調整を行う。
【００６３】
このように調整されたＢレグ用パルスパターンに従って、スイッチング制御部１１３がＢレグＬｂをスイッチングすることにより、正側母線２からの電力供給量を減らす。これにより、ＢレグＬｂによる直流母線電圧のアンバランスが解消する。
【００６４】
また、Ｂレグ電圧の出力が、正電力区間よりも負電力区間の方がパルス区間Ｓ２分多い状態のときは、パルスパターン調整部１１４は、負電力区間におけるパルス区間Ｓ２分を削減するように、Ｂレグ用パルスパターンを調整する。
【００６５】
同様にして、パルスパターン調整部１１４は、Ａレグ用パルスパターンに対しても調整を行う。
【００６６】
本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
【００６７】
電力変換回路を構成する２つのレグＬａ，Ｌｂは、それぞれのパルスパターンに従って、電圧を出力するため、原則として、２つのレグＬａ，Ｌｂがそれぞれ出力する電圧と、それぞれのパルスパターンは一致する。よって、第１の実施形態のように、パルスパターンにおいて直流電圧のバランスをとれば、直流母線電圧は、アンバランスにはならない。
【００６８】
しかし、実際の適用においては、素子のデッドタイム時間などの不確定要素があるため、出力電圧がパルスパターンと一致しない場合がある。よって、このような場合には、直流母線電圧がアンバランスになる可能性がある。
【００６９】
このような場合においても、電力変換装置１Ａは、直流母線電圧のアンバランスを検出して、Ａレグ用パルスパターン又はＢレグ用パルスパターンを削減する調整をすることで、直流母線電圧のアンバランスを解消することができる。
【００７０】
（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態に係る電力変換装置１Ｂの構成を示す構成図である。
【００７１】
電力変換装置１Ｂは、図５に示す第２の実施形態に係る電力変換装置１Ａにおいて、制御装置１１Ａを制御装置１１Ｂに代えている。制御装置１１Ｂは、制御装置１１Ａにおいて、パルスパターン調整部１１４をパルスパターン調整部１１４Ｂに代えている。その他の点は、第２の実施形態と同様の構成である。
【００７２】
パルスパターン調整部１１４Ｂは、Ａレグ電圧又はＢレグ電圧のパルス幅を増加させることで直流母線電圧のアンバランスを解消する点以外は、第２の実施形態に係るパルスパターン調整部１１４と同様である。
【００７３】
図８は、本発明の第３の実施形態に係る電力変換装置１Ｂによる制御を説明するための波形図である。図８において、縦軸は、電圧値又は電流値を示し、横軸は、位相を示している。
【００７４】
図８（ａ）は、電力変換装置１Ｂの出力電圧波形（相電圧）及び出力電流波形（相電流）を示す波形図である。図８（ｂ）は、ＡレグＬａから出力されるＡレグ電圧の波形図である。図８（ｃ）は、ＢレグＬｂから出力されるＢレグ電圧の波形図である。図８（ｄ）は、電力変換装置１Ｂから出力される相電圧パルスである。
【００７５】
まず、パルスパターン調整部１１４Ｂは、直流母線電圧のアンバランスを検出する。直流母線電圧のアンバランスは、中性点母線３の電圧が負側又は正側に偏ることで検出できる。
【００７６】
パルスパターン調整部１１４Ｂは、直流母線電圧のアンバランスを検出すると、Ａレグ用パルスパターン又はＢレグ用パルスパターンを調整することで、アンバランスを解消する。
【００７７】
次に、パルスパターン調整部１１４Ｂによるパルスパターンの調整について説明する。
【００７８】
図８（ｂ）に示すＡレグ電圧波形において、正電力区間のパルス区間ＳＰと負電力区間のパルス区間ＳＮは、同じ電圧（同じ面積）である。
【００７９】
今、Ａレグにおいて、正電力区間では、パルス区間ＳＰ分の電圧に対してパルス区間Ｓ１Ａ分多く電圧が出力され、負電力区間では、パルス区間ＳＮ分のみの電圧が出力されているとする。即ち、Ａレグ電圧の出力は、負電力区間よりも正電力区間の方がパルス区間Ｓ１Ａ分多い状態である。
【００８０】
このとき、パルスパターン調整部１１４Ｂは、負電力区間におけるパルス区間ＳＮをパルス区間Ｓ１Ａ分の幅だけ延長するように、Ａレグ用パルスパターンを調整する。このとき、パルスパターン調整部１１４Ｂは、延長したパルス区間Ｓ１Ａが正電力区間内に入るように調整する。電力変換回路１０は、このパルス区間Ｓ１Ａ分を延長することにより、負側母線４からの電力供給量を増やす。
【００８１】
パルスパターン調整部１１４ＢによるＡレグ用パルスパターンの調整は、ＡレグＬａの１周期以上の出力電圧データを取得することにより行う。
【００８２】
具体的には、パルスパターン調整部１１４Ｂは、取得した出力電圧データに基いて、正側電圧と負側電圧の平均を算出する。パルスパターン調整部１１４Ｂは、算出した平均値に基いて、延長するパルス幅を決定する。パルスパターン調整部１１４Ｂは、決定した延長するパルス幅に基いて、パルスパターン送出部１１２から出力されたＡレグ用パルスパターンの調整を行う。このように調整されたＡレグ用パルスパターンに従って、スイッチング制御部１１３がＡレグＬａをスイッチングすることにより、負側母線４からの電力供給量が増える。これにより、ＡレグＬａによる直流母線電圧のアンバランスが解消する。
【００８３】
また、Ａレグ電圧の出力が、正電力区間よりも負電力区間の方がパルス区間Ｓ２Ｂ分多い状態のときは、パルスパターン調整部１１４Ｂは、正電力区間におけるパルス区間ＳＰをパルス区間Ｓ２Ａ分のパルス幅を延長するように、Ａレグ用パルスパターンを調整する。
【００８４】
同様にして、パルスパターン調整部１１４Ｂは、Ｂレグ用パルスパターンに対しても調整を行う。
【００８５】
本実施形態によれば、直流母線電圧のアンバランスが生じた場合、Ａレグ用パルスパターン又はＢレグ用パルスパターンを延長する調整をすることで、第２の実施形態と同様に、直流母線電圧のアンバランスを解消することができる。
【００８６】
なお、第２の実施形態及び第３の実施形態において、直流母線電圧のアンバランスを検出する手段として、中性点母線３の電圧に基いて検出しているが、これに限らない。例えば、レグ電圧の正電力区間と負電力区間とを比較することにより、直流母線電圧のアンバランスを検出してもよい。
【００８７】
また、各実施形態において、固定パルスパターンは、直流電圧母線のアンバランスが生じないように、インバータから出力させる電圧に対応して予め決められていれば、どのような構成で、パルスパターンを送出してもよい。例えば、固定パルスパターンは、キャリア比較方式を用いて、作り出してもよい。これにより、既存のＰＷＭ(Pulse Width Modulation)制御方式のインバータ制御装置を改造して、各実施形態のインバータ制御装置にすることもできる。
【００８８】
さらに、各実施形態では、電力変換装置１を５レベルインバータとしたが、３レベルインバータでも同様の構成とすることにより、各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００８９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電力変換装置の構成を示す構成図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電力変換装置を用いた電動機ドライブシステムの構成を示す構成図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る電力変換装置による制御を説明するための波形図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る電力変換装置による制御と比較するための波形図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る電力変換装置の構成を示す構成図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る電力変換装置による制御を説明するための波形図。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る電力変換装置の構成を示す構成図。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る電力変換装置による制御を説明するための波形図。
【符号の説明】
【００９１】
１…電力変換装置、２…正側母線、３…中性点母線、４…負側母線、７…スイッチング素子、８…ダイオード、１０…電力変換回路、１１…制御装置、１１１…電圧指令部、１１２…パルスパターン送出部、１１３…スイッチング制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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